【摘要】：隨著城市污水處理量的增加,污泥產(chǎn)量也隨之快速增長。污泥含水率高且不易脫水,成分復(fù)雜而難于處理,而其中含有大量的重金屬是阻礙污泥處置及其資源化利用的最重要因素,也是環(huán)保領(lǐng)域的重點(diǎn)和難點(diǎn)問題,引起了各級政府和廣大科研工作者的極大關(guān)注。近年來人工濕地處理技術(shù)因其建造成本低、維護(hù)簡單且無二次污染,使其在污泥處理處置領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但是,目前人工濕地處理污泥研究主要集中在對污泥的脫水和穩(wěn)定化效果方面,少有涉及對其重金屬的去除研究,關(guān)注人工濕地處理污泥重金屬的影響因素及其機(jī)理的則更少。基于此,本研究采用人工濕地處理污泥重金屬,考察了污泥化學(xué)預(yù)處理方法、植物類型及人工濕地基質(zhì)等因素對人工濕地去除污泥重金屬效果的影響,并分析了相關(guān)機(jī)理。本研究以期為人工濕地處理污泥及其重金屬提供數(shù)據(jù)支撐,為污泥的處理和資源化利用提供參考�，F(xiàn)將主要的研究內(nèi)容和結(jié)果總結(jié)如下:(1)利用檸檬酸(CA)和谷氨酸N,N-二乙酸(GLDA)預(yù)處理污泥,考察了化學(xué)預(yù)處理對污泥重金屬含量及其形態(tài)變化的影響,并以此優(yōu)化了預(yù)處理?xiàng)l件。在此基礎(chǔ)上,利用人工濕地對預(yù)處理后的污泥進(jìn)行處理,分析了不同預(yù)處理方式對人工濕地處理污泥重金屬的影響。結(jié)果表明,化學(xué)預(yù)處理能夠促進(jìn)重金屬從污泥固相向液相轉(zhuǎn)移,并提高污泥重金屬的有效態(tài)含量,從而利于后續(xù)人工濕地處理。與對照相比,人工濕地對化學(xué)預(yù)處理污泥重金屬Cd、Cu、Pb和Ni的去除率分別增加了60.19%、34.29%、37.22%和25.51%;同時(shí),CA和GLDA預(yù)處理系統(tǒng)中的植物實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)較實(shí)驗(yàn)前分別增長了158.65%和172.89%,大于對照組的89.14%,說明化學(xué)預(yù)處理污泥有利于濕地植物生長,從而促進(jìn)污泥重金屬的去除。(2)選用黃菖蒲、水蔥和蘆葦為濕地植物,并以無植物濕地為對照,研究不同植物對人工濕地處理污泥重金屬效能的影響。結(jié)果表明,黃菖蒲、水蔥和蘆葦系統(tǒng)對污泥重金屬的平均去除率分別為54.03%、66.61%和47.63%,分別比對照提高了34.06%、46.64%和27.66%。同時(shí),實(shí)驗(yàn)前后黃菖蒲、水蔥和蘆葦?shù)纳锪糠謩e增長了89.14%、189.30%和52.00%。上述數(shù)據(jù)說明,水蔥較適于人工濕地處理污泥系統(tǒng),對污泥重金屬的處理效果也最高。水蔥對污泥重金屬去除的貢獻(xiàn)達(dá)30.13%,高于黃菖蒲和蘆葦?shù)?1.78%和22.23%。(3)分別以鵝卵石、陶粒和多孔混凝土為基質(zhì)構(gòu)建人工濕地,研究基質(zhì)類型對人工濕地處理污泥重金屬效能的影響。結(jié)果表明,3種基質(zhì)對重金屬的平均去除率分別為54.03%、51.38%和49.48%,鵝卵石效果最佳。陶粒和混凝土堿性特征是導(dǎo)致其系統(tǒng)重金屬去除率較低的主要原因。同時(shí),鵝卵石系統(tǒng)更有利于植物生長,也使其重金屬去除率更高。(4)為明確化學(xué)預(yù)處理、植物和基質(zhì)三個(gè)因素對人工濕地處理污泥重金屬去的影響及其差異,進(jìn)行了相關(guān)的方差分析和顯著性檢驗(yàn)。結(jié)果表明,預(yù)處理對污泥重金屬的去除影響最大,植物影響次之,而基質(zhì)的影響最小。濕地系統(tǒng)對污泥重金屬Ni去除效果最好,對重金屬Pb去除效果最差,去除效果大小依次為NiCuCdPb。
【圖文】：

屬在污泥中的含量下降為 7.96、10.30、58.11 和 604.96mg·kg-1，上清液里的重屬含量分別由對照組的 0、0.014、0.376 和 0.135 mg·mL-1上升到 0.1、0.127、.606 和 4.455 mg·mL-1。GLDA 對重金屬 Cd、Cu、Pb 和 Ni 的去除率分別為8.57%、78.48%、64.84%和 76.71%，污泥中重金屬含量降為 8.64、9.96、57.81 567.21mg·kg-1，上清液里的重金屬含量分別增加到 0.113、0.17、1.499 和 3.971g·mL-1。實(shí)驗(yàn)結(jié)果同時(shí)說明，絡(luò)合劑或螯合劑能促使金屬離子從污泥固相向液轉(zhuǎn)移[66]，從而易被去除。.1.2.5 CA 和 GLDA 處理前后污泥表觀形態(tài)的分析為進(jìn)一步分析 CA 和 GLDA 處理污泥重金屬機(jī)理，對優(yōu)化條件下處理的污取樣，并經(jīng) 80℃烘干后，，研磨制樣噴金，在 5.0 kv 8.8 mm ×10.0 k 倍率下EM 掃描觀察污泥處理前、CA 和 GLDA 處理后在 5.0mm 下的表面形態(tài)特征，果如圖 3-7 所示。

人工濕地系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：安徽工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X703

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2632213